Wiązanie kowalencyjne

spolaryzowane

WIĄZANIE KOWALENCYJNE

SPOLARYZOWANE

• Wiązanie utworzone przez wspólną parę elektronową,

przesuniętą w kierunku jednego z atomów o większej
wartości elektroujemności, nazywamy wiązaniem

kowalencyjnym spolaryzowanym

.

 

                                                               

           

• Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane - występuje w

cząsteczkach heterojądrowych , których różnica

elektroujemności między pierwiastkami składowymi nie

przekracza 1,7 wg skali Paulinga . Powstawanie tego

wiązania polega na utworzeniu wspólnych par

elektronowych. Atom bardziej elektroujemny przyciąga je

bliżej siebie, deformuje chmurę elektronową.

• Zjawisko to nosi nazwę polaryzacji wiązania. Polaryzacja

polega na tym, że wspólna para elektronowa nie należy w

jednakowym stopniu do obu atomów, lecz jest przesunięta

w kierunku atomu bardziej elektroujemnego. Skutkiem

polaryzacji jest niesymetryczny rozkład ładunku

elektrycznego w cząsteczce. Cząsteczka ma więc budowę

dwubiegunową i nazywa się dipolem elektrycznym.

• Wiązanie kowalencyjne

spolaryzowane ma właściwości
pośrednie między typowym
wiązaniem jonowym a
kowalencyjnym niespolaryzowanym.

• Miarą polarności wiązań jest moment

dipolowy (µ).

• Moment dipolowy cząsteczki(µ) –

wielkość fizyczna charakteryzująca dipol

elektryczny, określana jest jako wektor

skierowany wzdłuż osi cząsteczki od jej

punktowego ładunku ujemnego do

dodatniego. Wartość momentu dipolowego

określa zależność:

µ =σ·l

σ – wartość ładunku cząstkowego

l – odległość między biegunami

Cechy związków chemicznych

zawierających wiązania

kowalencyjne

:

• tworzą kryształy kowalencyjne lub

cząsteczkowe;

• nie dysocjują (z wyjątkiem kwasów, które

mają wiązania spolaryzowane);

• nie przewodzą prądu elektrycznego;
• rozpuszczają się w rozpuszczalnikach

niepolarnych lub słabo polarnych;

• reakcje z ich udziałem zachodzą wolniej;
• mają stosunkowo niskie temperatury

wrzenia i topnienia.

 

                                                               

                      

 

                                                   

                   

• Wiązanie utworzone przez parę

elektronową, które
ukierunkowane jest wzdłuż osi
łączącej oba atomy, nazywamy
wiązaniem sigma (s), natomiast
wiązanie powstające podczas
bocznego nakrywania się
orbitali, nazywamy wiązaniem pi
(p).

Orbital wiążący i

antywiążący

• Dla dwuatomowej cząsteczki takich

samych atomów typu A

2

rozwiązaniem

funkcji falowej elektronu w cząsteczce są
dwie funkcje własne: orbital wiążący oraz
orbital antywiążący. Orbitale te różnią się
energią, przy czym orbital wiążący
charakteryzuje się mniejszą energią od
wyjściowych orbitali atomowych, a
orbital antywiążący większą .

• Trwałość wiązania zależy od ilości

elektronów na obu typach orbitali. Jeśli ilość

elektronów na orbitalach wiążących jest

większa od ilości elektronów na orbitalach

antywiążących, to wiązanie jest trwałe.

• W przypadku atomów, które tworzą wiązania z udziałem orbitali

atomowych s – s, s - p lub współliniowo leżących orbitali p (py – py;

oś y jest kierunkiem zbliżania się atomów) powstaje wiążący orbital

cząsteczkowy σ i antywiążący orbital cząsteczkowy σ *. Orbital

wiążący charakteryzuje się zwiększoną gęstością elektronów w

przestrzeni między jądrami. Para elektronów zajmująca ten orbital

nosi nazwę wiążącej i tworzy trwałe wiązanie. Orbital antywiążący

σ* charakteryzuje się mniejszą gęstością elektronów w przestrzeni

między jądrami, co powoduje, że jądra atomów odpychają się.

Ilustracją tworzenia wiązań σ i σ * są oddziaływania

międzyatomowe w cząsteczce H

2

i nie istniejącej cząsteczce He

2

.

Cząsteczka H

2

powstaje w wyniku utworzenia orbitalu

cząsteczkowego z orbitali 1s atomów wodoru. Przez nałożenie się

dwu orbitali atomowych powstają dwa orbitale cząsteczkowe σ i σ

*. W cząsteczce wodoru obydwa elektrony obsadzają orbital o

niższej energii, a orbital * pozostaje nie zajęty. W czasie tworzenia

wiązania wydziela się energia (energia wiązania), a układ jest

trwały ze względu na uzyskanie uprzywilejowanego stanu

energetycznego charakteryzującego się minimum energii.

• Cząsteczka H

2

powstaje w wyniku

utworzenia orbitalu cząsteczkowego z

orbitali 1s atomów wodoru. Przez nałożenie

się dwu orbitali atomowych powstają dwa

orbitale cząsteczkowe σ i σ *. W cząsteczce

wodoru obydwa elektrony obsadzają orbital

o niższej energii, a orbital * pozostaje nie

zajęty. W czasie tworzenia wiązania

wydziela się energia (energia wiązania), a

układ jest trwały ze względu na uzyskanie

uprzywilejowanego stanu energetycznego

charakteryzującego się minimum energii.

Cząsteczka He

2

?

• Podczas tworzenia się hipotetycznej

cząsteczki He

2

, powstałyby orbitale

cząsteczkowe σ i σ *, które zostałyby zajęte

przez cztery elektrony 1s

2

obu atomów helu.

Utworzyłby się układ, w którym ilość

elektronów na orbitalu wiążącym i

antywiążącym byłaby taka sama. To nie

spowodowałoby obniżenia energii układu,

ponieważ suma energii orbitalu σ i σ * nie

jest mniejsza od sumy energii orbitali

atomowych 1s

2

. Cząsteczka He

2

nie może

być trwała, czego skutkiem jest

występowanie helu w postaci atomowej.